什么是航空航天系统工程?

[拼音]：hangkong hangtian xitong gongcheng

[外文]：aerospace systems engineering

航空工程和航天工程的组织管理技术。按照系统科学的思想，应用运筹学、信息论和控制论的理论并以信息技术为工具组织和管理航空航天系统的规划、研究、设计、制造、试验和应用。航空航天系统工程的根本出发点在于以最少的代价(人力、物力、财力和时间)、最有效地利用最新科学技术成就、获得最高的经济效益并达到航空航天预期的目的。

系统工程的主要特点是系统思想方法定量化，也就是用数学方法定量地处理系统各组成部分的相互关系；同时以电子计算机作为运算手段。在处理具有复杂关系的系统工程问题时电子计算机更是必不可少的工具。

航空航天系统工程是最早得到发展的系统工程。美国、苏联都已将系统工程原理用于航空航天工程。中国的航空航天工程在钱学森的指导下也已按系统工程的原则进行组织和管理。航空航天系统是现代比较典型的复杂大系统，例如，航天器发射时的大系统包括：航天器、运载器、航天器发射场、分布在各地的航天测控系统（包括测控站、测量船、测量飞机）、航天器回收设施、用户台站（网）等。这些系统或设备本身也是复杂的体系，各由一些分系统和许多装置组成。像这样复杂的大系统，每一个组成部分的设计、制造、试验和应用都需要有统一协调的技术要求，才能使全系统协调一致地运转；对所有承担研制的单位以统一的计划和协调的程序进行高度集中的调度，才能使研制工作处于最优的管理状态，使研制费用最少，时间最短。试验发射也是在同一个信息控制中心的统一指挥之下进行的，各个台、站要统一行动，各项工作要协调一致。完成这些艰巨而复杂的总体协调工作最科学的方法是系统工程的方法。

航空航天系统工程的方法包括：

（1）用指挥信息系统对航空航天工程实行科学的计划管理。由电子计算机形成一个高效的数据库，不断将各项工作的历史情况和最新进度显示出来，对经常变动的计划进展情况进行快速处理，使计划管理人员及时掌握整个计划的全面动态，发现薄弱环节。对所采取的措施用网络模型和电子计算机进行模拟，预测措施的效果，为决策提供依据，选择最佳人力、物力和财力的调度方案。

（2）建立总设计师制度，由总体设计机构──总体设计部对航空航天工程这种大规模社会劳动进行科学的技术管理（又称技术协调）。这个设计部由熟悉大系统各方面专业的技术人员组成，在总设计师的领导下，根据任务的要求用运筹学的方法进行系统的指标论证、总体方案设想；进行方案（包括技术途径、经济性和可行性）论证、流程设计和系统环境分析，以确定总体方案；选择总体参数和外形，确定系统的组成、功能和指标分配，将各分系统结合成一个有机的整体，从整个大系统的要求出发提出各分系统的设计参数和技术要求（见飞行器设计）。与此同时，拟定试验方案，进行试验工作和使用方法的总体设计，提出各种试验和使用设施的技术要求，或对现有试验和使用设施提出采用或改造的建议。在整个航空航天工程中，总体设计机构协调各个分系统之间的矛盾和大系统试验的各项工作，并选择解决的途径。

（3）采用仿真模拟技术，包括数字仿真和实物模拟。为了使系统方案最优化和系统各组成部分协调一致，在方案论证和系统设计时需要进行全系统的分析和综合，利用计算机仿真和模拟技术来合理地选择系统的参数和方案，对系统进行工程分析、可靠性分析和预测。

参考书目

钱学森等著：《论系统工程》，湖南科学技术出版社，长沙，1982。